Cảm biến nhiệt độ là thiết bị chuyên dùng để phát hiện sự thay đổi của nhiệt độ và chuyển đổi kết quả đo được thành tín hiệu có thể đọc - hiểu, truyền về bộ điều khiển hoặc tích hợp vào hệ thống giám sát. Tuy nhiên, trên thị trường hiện có khá nhiều dòng cảm biến nhiệt khác nhau, mỗi dòng lại phù hợp với một nhóm ứng dụng nhất định. Vậy, đâu là sự lựa chọn hàng đầu cho ứng dụng của bạn? Cùng theo dõi hết bài viết này để tìm ra câu trả lời nhé!
CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LÀ GÌ?
Cảm biến nhiệt độ (hay cảm biến đo nhiệt độ, cảm biến nhiệt) là thiết bị được thiết kế chuyên biệt để cảm nhận nhiệt độ của không khí/chất lỏng/vật rắn, rồi chuyển đổi giá trị đó thành tín hiệu (điện trở, điện áp hoặc tín hiệu điện tử) có thể hiển thị và xử lý.
Giá trị cốt lõi của cảm biến nhiệt độ là biến một đại lượng vật lý thành dữ liệu có thể nhận dạng, giám sát, cảnh báo và làm cơ sở cho quá trình điều khiển tự động. Nhờ có cảm biến nhiệt mà các doanh nghiệp có thể hạn chế tối đa lãng phí năng lượng, đảm bảo chất lượng sản phẩm, tuân thủ an toàn lao động và bảo vệ thiết bị máy móc khỏi tình trạng quá nhiệt.
Tùy công nghệ được trang bị mà cảm biến đo nhiệt độ có thể hoạt động theo nguyên lý sự thay đổi điện trở của vật liệu (RTD, Thermistor), hiệu ứng nhiệt điện giữa hai kim loại khác nhau (Thermocouple) hoặc bức xạ nhiệt phát ra từ vật thể (cảm biến nhiệt độ hồng ngoại).
CẤU TẠO CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Một cảm biến nhiệt độ tiêu chuẩn thường được cấu thành từ bốn phần chính. Bao gồm:
- Phần tử cảm biến (trực tiếp phản ứng với nhiệt)
- Vỏ bảo vệ (thường làm bằng inox hoặc gốm - có khả năng chống nhiệt, bụi, tia nước bắn, hóa chất và va đập)
- Dây dẫn hoặc đầu nối (dùng để cấp nguồn và đưa tín hiệu đo ra ngoài)
- Bộ chuyển đổi (transmitter - chuyển đổi tín hiệu thô thành ngõ ra tiêu chuẩn, có thể là 4-20 mA, 0-10 V hoặc Modbus RTU RS485 để truyền tín hiệu về hệ thống giám sát - điều khiển).
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Trên thị trường hiện có nhiều công nghệ cảm biến nhiệt độ khác nhau. Mỗi công nghệ lại sử dụng một đặc tính vật lý riêng biệt để xác định chính xác giá trị nhiệt độ. Thông thường, sẽ có các nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ sau đây:
Với cảm biến nhiệt độ RTD, giá trị nhiệt độ sẽ được xác định thông qua sự thay đổi điện trở của kim loại (thường là platinum): Khi nhiệt độ thay đổi → điện trở của phần tử cảm biến cũng thay đổi tương ứng → mạch điện tử cung cấp dòng kích thích → Đo điện áp trên phần tử → xác định điện trở → quy đổi thành giá trị nhiệt độ chính xác.
Với cảm biến đo nhiệt độ thermocouple, hai kim loại khác nhau được nối tại điểm đo → chênh lệch nhiệt độ giữa điểm đo và điểm tham chiếu tạo ra sức điện động nhiệt (hiệu ứng Seebeck) → điện áp sinh ra sẽ được xử lý và quy đổi thành giá trị nhiệt độ.
Dòng cảm biến nhiệt thermistor xác định nhiệt độ thông qua sự thay đổi điện trở của vật liệu bán dẫn: thermistor NTC có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng - thermistor PTC có điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Trong thực tế, cảm biến nhiệt độ thermistor được sử dụng phổ biến nhờ có độ nhạy cao. Công nghệ này được ưu tiên để phát hiện những thay đổi nhiệt nhỏ.
Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại là dòng sản phẩm cao cấp. Không giống 3 công nghệ trên, cảm biến hồng ngoại có thể đo nhiệt độ chính xác mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể. Nói cách khác, nó xác định nhiệt độ dựa trên bức xạ nhiệt phát ra từ bề mặt đối tượng đo. Phương pháp này cực kỳ an toàn và linh hoạt trong nhiều ứng dụng có nhiệt độ cao - rất cao hoặc các khu vực mà con người khó/không thể tiếp cận trực tiếp.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ cực kỳ rộng - trải dài từ dân dụng cho đến công nghiệp.
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong hệ thống HVAC
Trong hệ thống HVAC và BMS, cảm biến đo nhiệt độ là một thành phần quan trọng của hệ thống gió cấp, gió hồi, nước lạnh cho AHU, FCU, Chiller… Thiết bị này cung cấp thông tin cơ sở để tủ điều khiển điều chỉnh tự động van gió, van nước và quạt theo đúng nhu cầu thực tế, đồng thời bảo vệ động cơ quạt và động cơ bơm khỏi tình trạng quá nhiệt.
Ứng dụng cảm biến nhiệt trong ngành thực phẩm và đồ uống
Trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, ứng dụng cảm biến nhiệt độ là giám sát điều kiện trong kho đông, xe tải vận chuyển lạnh, tủ trưng bày, kho bảo quản, kiểm soát nhiệt độ thanh trùng/tiệt trùng, kiểm soát quá trình nấu chín và lên men, đo nhiệt độ lò nướng, lò hấp, lò sấy, lò quay, nồi nấu… trong dây chuyền chế biến.
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong sản xuất dược phẩm và hóa chất
Trong các nhà máy dược phẩm và hóa chất, cảm biến nhiệt độ là thiết bị cực kỳ quan trọng. Nhiệm vụ chính của nó là theo dõi liên tục và đảm bảo nhiệt độ luôn đúng mức cài đặt trong các phản ứng hóa học, chưng cất, tủ bảo quản thuốc - vacxin, quy trình sản xuất dược phẩm nói chung, bảo quản mẫu sinh học và kiểm soát nhiệt độ phòng sạch, phòng thí nghiệm, buồng ổn định nhiệt ẩm.
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong lĩnh vực năng lượng và lò hơi
Trong lĩnh vực năng lượng và lò hơi, cảm biến có vai trò giám sát nhiệt độ khói, hơi, nước cấp, dầu và cuộn dây trong máy phát điện, biến áp. Đồng thời, thiết bị này cũng theo dõi liên tục để có thể phát hiện và cảnh báo sớm tình trạng quá nhiệt trong tấm pin mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng…
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong nhà máy gia nhiệt và luyện kim
Các nhà máy gia nhiệt và luyện kim luôn có nhiệt lượng rất cao, nên cảm biến nhiệt độ cũng là một trong những thiết bị có vai trò quan trọng nhất để đảm bảo an toàn cho con người, máy móc thiết bị, tài sản và chất lượng sản phẩm đầu ra.
Thông thường, cảm biến nhiệt độ có nhiệm vụ chính là đo - kiểm soát nhiệt độ lò nung, lò ram, lò tôi, khuôn ép nhựa, khuôn đúc áp lực, ống xả, buồng đốt trong động cơ và hệ thống khí thải.
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong tự động hóa máy móc
Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong lĩnh vực tự động hóa - máy móc là bảo vệ động cơ, hộp số, ổ bi khỏi tình trạng quá nhiệt; giám sát liên tục nhiệt độ dầu thủy lực, nhớt bôi trơn; phát hiện tăng nhiệt bất thường nhanh chóng - cảnh báo sớm các nguy cơ hư hỏng để doanh nghiệp triển khai bảo trì dự đoán kịp thời.
Ứng dụng cảm biến nhiệt khác
Ngoài các ứng dụng quan trọng nêu trên, cảm biến nhiệt độ còn là một phần quan trọng không thể thiếu trong: Điện tử và IoT tích hợp, giao thông vận tải, y tế và thiết bị phòng thí nghiệm, nông nghiệp và chăn nuôi thông minh...
CÁC LOẠI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PHỔ BIẾN NHẤT HIỆN NAY
Trên thị trường cảm biến nhiệt độ hiện có 5 công nghệ được sử dụng phổ biến nhất, bao gồm: cảm biến nhiệt độ Thermocouple (cặp nhiệt điện), cảm biến nhiệt RTD (Pt100, Pt1000), cảm biến đo nhiệt độ Thermistor (NTC, PTC), cảm biến nhiệt độ bán dẫn và cảm biến nhiệt độ hồng ngoại (không tiếp xúc).
Trong đó, dòng RTD ưu tiên cho ứng dụng yêu cầu độ chính xác và độ ổn định cao, dòng thermocouple lý tưởng với dải nhiệt rộng và hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, còn thermistor lại được đánh giá cao nhờ độ nhạy nhiệt tốt.
| Loại cảm biến | Nguyên lý đo | Ưu điểm | Hạn chế | Ứng dụng |
| Thermocouple (cảm biến nhiệt độ dạng K, J, T, E, N, S, R, B) | Hiệu ứng Seebeck: hai kim loại khác nhau sinh suất điện động khi có sự chênh nhiệt độ | Đo nhiệt rất cao, bền, giá thấp, không cần nguồn nuôi | Tín hiệu nhỏ, phi tuyến, cần bù nhiệt đầu lạnh, kém ổn định | Lò nung, lò hơi, khuôn ép nhựa, ống xả, gia nhiệt công nghiệp |
| RTD (cảm biến nhiệt độ Pt100, cảm biến nhiệt độ Pt1000) | Điện trở kim loại (platinum) thay đổi theo nhiệt độ | Chính xác, ổn định, tuyến tính tốt | Giá thành tương đối cao, đáp ứng chậm hơn, cần dòng kích thích | HVAC (AHU, FCU), thực phẩm, dược, nước, quy trình yêu cầu độ chính xác cao |
| Thermistor (cảm biến nhiệt độ NTC 10K, cảm biến nhiệt độ NTC 20K, cảm biến nhiệt độ PTC) | Điện trở bán dẫn thay đổi theo sự biến thiên nhiệt độ | Nhạy với các thay đổi nhiệt nhỏ, kích thước gọn nhẹ, giá thành phải chăng, thời gian đáp ứng nhanh | Dải đo hẹp, phi tuyến, tự gia nhiệt | Điều hòa, tủ lạnh, pin, thiết bị y tế, mạch bảo vệ quá nhiệt |
| Cảm biến bán dẫn | Đặc tính điện của linh kiện bán dẫn thay đổi theo sự biến thiên nhiệt độ | Dễ tích hợp vi điều khiển, tín hiệu số, mạch đơn giản | Chịu nhiệt thấp, không dùng cho môi trường nhiệt cao | Thiết bị điện tử, IoT, cảm biến môi trường trong nhà, board mạch |
| Cảm biến nhiệt độ hồng ngoại | Đo bức xạ nhiệt phát ra từ bề mặt vật thể (không tiếp xúc) | Đo không tiếp xúc, chính xác cao, phù hợp vật chuyển động, bề mặt rất nóng hoặc các khu vực khó/không thể tiếp cận | Bị ảnh hưởng bởi bụi, hơi, độ phát xạ bề mặt | Lò cán thép, băng tải nóng, giám sát thiết bị điện, bảo trì nhiệt |
MUA CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ CHẤT LƯỢNG - GIÁ TỐT TẠI SENSORS VIỆT NAM
Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua cảm biến đo nhiệt độ chính hãng - chất lượng - giá tốt - đầy đủ CO/CQ - bảo hành uy tín - tư vấn tận tình - giao hàng nhanh toàn quốc thì hãy tham khảo các sản phẩm tại Sensors Việt Nam.
Chúng tôi là đơn vị phân phối chính hãng các dòng cảm biến nhiệt chất lượng cao, đến từ các thương hiệu hàng đầu thế giới (Calex, Produal, E+E Elektronik, EMS, Evikon…). Sensors Việt Nam cũng có kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực cung ứng cảm biến, thiết bị đo lường và thiết bị tự động hóa - với năng lực kỹ thuật đã được kiểm chứng tại nhiều dự án lớn của Việt Nam.
Mọi thông tin chi tiết và nhu cầu đặt hàng cảm biến nhiệt độ, quý khách vui lòng liên hệ hotline 0911 660 660 hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/.